氣相基礎(chǔ)知識

1、氣相色譜講座第一節(jié) 基礎(chǔ)知識1氣相色譜是一種物理的分離方法。利用被測物質(zhì)各組分在不同兩相間分配系數(shù)（溶解度）的微小差異，當(dāng)兩相作相對運(yùn)動時(shí)，這些物質(zhì)在兩相間進(jìn)行反復(fù)多次的分配，使原來只有微小的性質(zhì)差異產(chǎn)生很大的效果，而使不同組分得到分離。 1、氣相色譜的分離原理22、氣相色譜的特點(diǎn) 氣相色譜是色譜中的一種，就是用氣體做為流動相的色譜法，在分離分析方面，具有如下一些特點(diǎn)：、高靈敏度：可檢出- 克的物質(zhì)，可作超純氣體、高分子單體的痕跡量雜質(zhì)分析和空氣中微量毒物的分析。、高選擇性：可有效地分離性質(zhì)極為相近的各種同分異構(gòu)體和各種同位素。、高效能：可把組分復(fù)雜的樣品分離成單組分。3 2、氣相色譜的特點(diǎn)

2、、速度快：一般分析、只需幾分鐘即可完成，有利于指導(dǎo)和控制生產(chǎn)。、應(yīng)用范圍廣：即可分析低含量的氣、液體，亦可分析高含量的氣、液體，可不受組分含量的限制。、所需試樣量少：一般氣體樣用幾毫升，液體樣用幾微升或幾十微升。、設(shè)備和操作比較簡單，儀器價(jià)格便宜。 4 凡是以氣相作為流動相的色譜技術(shù)，通稱為氣相色譜。一般可按以下幾方面分類：、按固定相聚集態(tài)分類：（）氣固色譜：固定相是固體吸附劑，（）氣液色譜：固定相是涂在擔(dān)體表面的液體。3、氣相色譜的分類5、按過程物理化學(xué)原理分類：（）吸附色譜：利用固體吸附表面對不同組分物理吸附性能的差異達(dá)到分離的色譜。（）分配色譜：利用不同的組分在兩相中有不同的分配系數(shù)以達(dá)

3、到分離的色譜。 （）其它：利用離子交換原理的離子交換色譜：利用膠體的電動效應(yīng)建立的電色譜；利用溫度變化發(fā)展而來的熱色譜等等。3、氣相色譜的分類6、按固定相類型分類：（）柱色譜：固定相裝于色譜柱內(nèi)，填充柱、空心柱、毛細(xì)管柱均屬此類。（）紙色譜：以濾紙為載體，（）薄膜色譜：固定相為粉末壓成的薄漠。、按動力學(xué)過程原理分類：可分為沖洗法，取代法及迎頭法三種。 3、氣相色譜的分類7 氣相色譜法簡單分析裝置流程基本由四個(gè)部份組成： 、氣源部分， 、進(jìn)樣裝置， 、色譜柱， 、檢測器和記錄器： FID（氫火焰離子化檢測器） ECD（電子捕獲檢測器） TCD（熱導(dǎo)檢測器）4、氣相色譜的分析裝置85、氣相色譜基本

4、概念和術(shù)語、相、固定相和流動相：一個(gè)體系中的某一均勻部分稱為相；在色譜分離過程中，固定不動的一相稱為固定相；通過或沿著固定相移動的流體稱為流動相。、色譜峰：物質(zhì)通過色譜柱進(jìn)到鑒定器后，記錄器上出現(xiàn)的一個(gè)個(gè)曲線稱為色譜峰。、基線：在色譜操作條件下，沒有被測組分通過鑒定器時(shí)，記錄器所記錄的檢測器噪聲隨時(shí)間變化圖線稱為基線。、峰高與半峰寬：由色譜峰的濃度極大點(diǎn)向時(shí)間座標(biāo)引垂線與基線相交點(diǎn)間的高度稱為峰高，一般以h表示。色譜峰高一半處的寬為半峰寬，一般以 x表示。 95、氣相色譜基本概念和術(shù)語、峰面積：流出曲線（色譜峰）與基線構(gòu)成之面積稱峰面積，用表示。、死時(shí)間、保留時(shí)間及校正保留時(shí)間：從進(jìn)樣到惰性氣

5、體峰出現(xiàn)極大值的時(shí)間稱為死時(shí)間，以td表示。從進(jìn)樣到出現(xiàn)色譜峰最高值所需的時(shí)間稱保留時(shí)間，以tr表示。保留時(shí)間與死時(shí)間之差稱校正保留時(shí)間。以d表示。、死體積，保留體積與校正保留體積：死時(shí)間與載氣平均流速的乘積稱為死體積，以d表示，載氣平均流速以c表示，d=tdxFc。保留時(shí)間與載氣平均流速的乘積稱保留體積，以r表示，r=trxFc。105、氣相色譜基本概念和術(shù)語、保留值與相對保留值：保留值是表示試樣中各組分在色譜柱中的停留時(shí)間的數(shù)值，通常用時(shí)間或用將組分帶出色譜柱所需載氣的體積來表示。以一種物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)，而求出其他物質(zhì)的保留值對此標(biāo)準(zhǔn)物的比值，稱為相對保留值。、儀器噪音：基線的不穩(wěn)定程度稱噪音

6、。10、基流：氫焰色譜，在沒有進(jìn)樣時(shí)，儀器本身存在的基始電流（底電流），簡稱基流 。116、氣相色譜的載氣1、作為氣相色譜載氣的氣體，要求要化學(xué)穩(wěn)定性好；純度高；價(jià)格便宜并易取得；能適合于所用的檢測器。2、常用的載氣有氫氣、氮?dú)?、氬氣、氦氣、二氧化碳?xì)獾鹊取?27、載氣的凈化1.所謂凈化：就是除去載氣中的一些有機(jī)物、微量氧、水分等雜質(zhì)，以提高載氣的純度。2.不純凈的氣體作載氣，可導(dǎo)致柱失效，樣品變化，氫焰色譜可導(dǎo)致基流噪音增大，熱導(dǎo)色譜可導(dǎo)致鑒定器線性變劣等，所以載氣必須經(jīng)過凈化。3.一般均采用化學(xué)處理的方法除氧，如用活性銅除氧；采用分子篩、活性碳等吸附劑除有機(jī)雜質(zhì)；采用矽膠，分子篩等吸附劑除

7、水分。13 8、試樣的進(jìn)樣方法色譜分離要求在最短的時(shí)間內(nèi)，以“塞子”形式打進(jìn)一定量的試樣，進(jìn)樣方法可分為：、氣體試樣：大致進(jìn)樣方法有四種：（）注射器進(jìn)樣，（）量管進(jìn)樣，（）定體積進(jìn)樣，（）氣體自動進(jìn)樣。一般常用注射器進(jìn)樣及氣體自動進(jìn)樣。注射器進(jìn)樣的優(yōu)點(diǎn)是使用靈活，方法簡便，但進(jìn)樣量重復(fù)性較差。氣體自動進(jìn)樣是用定量閥進(jìn)樣，重復(fù)性好，且可自動操作。、液體試樣：一般用微量注射器進(jìn)樣，方法簡便，進(jìn)樣迅速。也可采用定量自動進(jìn)樣，此法進(jìn)行重復(fù)性良好。、固體試樣：通常用溶劑將試樣溶解，然后采用和液體進(jìn)樣同樣方法進(jìn)樣。也有用固體進(jìn)樣器進(jìn)樣的。149、氣相色譜的影響因素 、柱長，柱內(nèi)徑：一般講，柱管增長，可改善

8、分離能力，短則組分餾出的快些；柱內(nèi)徑小分離效果好，柱內(nèi)徑大處理量大，但柱內(nèi)徑過大，將導(dǎo)致?lián)w不能均勻地分布在色譜柱中。分析用柱管一般內(nèi)徑為毫米，柱長為米。 15 、柱溫：是一個(gè)重要的操作變數(shù)，直接影響分離效能和分析速度。選擇柱溫的根據(jù)是混合物的沸點(diǎn)范圍，固定液的配比和鑒定器的靈敏度。提高柱溫可縮短分析時(shí)間；降低柱溫可使色譜柱選擇性增大，有利于組分的分離和色譜柱穩(wěn)定性提高，柱壽命延長。一般采用等于或高于數(shù)十度于樣品的平均沸點(diǎn)的柱溫為較合適，對易揮發(fā)樣用低柱溫，不易揮發(fā)的樣品采用高柱溫。9、氣相色譜的影響因素16 、載氣流速：載氣流速是決定色譜分離的重要原因之一。一般講流速高色譜峰狹，反之則寬些，

9、但流速過高或過低對分離都有不利的影響。流速要求要平穩(wěn)，常用的流速范圍每分鐘在亳升之間。9、氣相色譜的影響因素17 、固定相：固定相是由固體吸附劑或涂有固定液的擔(dān)體構(gòu)成。（）固體吸附劑或擔(dān)體粗細(xì)：一般采用目、目、目。當(dāng)用同等長度的柱子，顆粒細(xì)的分離效率就要比粗的好些。（）固定液含量：固定液含量對分離效率的影響很大，它與擔(dān)體的重量比一般用。比例過大有損于分離，比例過小會使色譜峰拖尾。9、氣相色譜的影響因素189、氣相色譜的影響因素、進(jìn)樣：一般講進(jìn)樣快，進(jìn)樣量小，進(jìn)樣溫度高其分離效果好。對進(jìn)液體樣，速度要快，汽化溫度要高于樣品中高沸點(diǎn)組分的沸點(diǎn)值，一次汽化，保證色譜峰形不致展寬、使柱效高。當(dāng)進(jìn)樣量在

10、一定限度時(shí)，色譜峰的半峰寬是不變的。若進(jìn)樣量過多就會造成色譜柱超載。一般講柱長增加四倍，樣品的許可量增加一倍。對于常規(guī)分析，液體進(jìn)樣量為微升；氣體進(jìn)樣量為、毫升。19第二節(jié) 氣相色譜的操作規(guī)程單位：福建省三明天泰制藥有限公司作者：殷勤紅QQ：7553556日期：2005/03/21E-mail:20一、 FID的操作步驟1、按照所用色譜柱的老化條件充分老化色譜柱。2、將色譜柱安裝到FID檢測器。3、打開凈化器上的載氣開關(guān)閥，然后用檢漏液檢漏，保證氣密性良好4、打開電源開關(guān)，根據(jù)分析需要設(shè)置柱溫、進(jìn)樣溫度和FID檢測器溫度（FID溫度應(yīng)大于100）。5、打開凈化妻的空氣、氫氣開關(guān)閥，分別調(diào)節(jié)空氣

11、和氫氣的流量為適當(dāng)值。21一、 FID的操作步驟6、待FID檢測器的溫度升高到100以上，按FIRE鍵，點(diǎn)燃FID檢測器的火焰。7、設(shè)定檢測器的量程和衰減值。一般默認(rèn)即可。8、打開N2000工作站，待其電壓值逐漸下降到0AU的時(shí)候即可進(jìn)樣。9、進(jìn)樣結(jié)束后關(guān)機(jī)：先關(guān)閉氫氣和空氣的開關(guān)閥，然后降溫，待柱箱溫度低于80后才關(guān)閉氮?dú)夂碗娫撮_關(guān)。22二、 ECD的操作步驟1、按照所用色譜柱的老化條件充分老化色譜柱。2、將色譜柱安裝到ECD檢測器。3、打開凈化器上的載氣開關(guān)閥，然后用檢漏液檢漏，保證氣密性良好4、打開電源開關(guān)，根據(jù)分析需要設(shè)置柱溫、進(jìn)樣溫度和ECD檢測器溫度。23謝謝大家！24第三節(jié) 氣相

12、色譜注意事項(xiàng)及常見問題的處理方法 單位：福建省三明天泰制藥有限公司作者：殷勤紅QQ：7553556日期：2005/03/21E-mail:25一、 注意事項(xiàng) (1)儀器應(yīng)在規(guī)定的環(huán)境條件下工作，在某些環(huán)境條件不符合或不具備時(shí)，必須采取相應(yīng)的措施。儀器按操作規(guī)程認(rèn)真細(xì)心地進(jìn)行操作。(2)用任意一種檢測器，啟動儀器前應(yīng)先通上載氣，特別是在開熱導(dǎo)池電源開關(guān)時(shí)，必須檢查氣路是否接在熱導(dǎo)上，否則當(dāng)打開開關(guān)時(shí)，就有把鎢絲燒斷的危險(xiǎn)。(3)儀器的汽化加熱電路接線內(nèi)直接接有220V電壓，因此只有在主機(jī)關(guān)閉時(shí)才能裝接插頭座，否則將燒毀接線及電子元件。26一、 注意事項(xiàng)(4)使用“氫焰”時(shí)在氫火焰已點(diǎn)燃后，必須將

13、點(diǎn)火開關(guān)撥至下面，不然放大器將無法工作。(5)由于儀器出廠時(shí)，層析柱內(nèi)擔(dān)體所涂固定液為鄰苯二甲酸二壬脂，其使用溫度不得超過130。因此在開機(jī)測試時(shí)，應(yīng)特別注意，防止溫度過高使固定液蒸發(fā)而影響檢測器工作。(6)儀器測溫是用鎳鉻銬銅熱電偶和測溫毫伏表完成的，層析室或汽化器的實(shí)際溫度應(yīng)為毫伏表指示溫度加上室溫的和。由于環(huán)境溫度的變化及儀器壁板溫度的變化，會造成測溫的誤差，儀器在高溫工作時(shí)，誤差就較大。儀器長期工作時(shí)，由于儀器內(nèi)部溫度的升高，也會造成誤差。為此，在儀器的左邊側(cè)面?zhèn)溆袦y溫孔，以便用水銀溫度計(jì)直接測得層析室精確溫度。27一、 注意事項(xiàng)(7)穩(wěn)壓閥和針形閥的調(diào)節(jié)須緩慢進(jìn)行。穩(wěn)壓閥只有在閥前后

14、壓差大于4.9104Pa（0.5kgf/cm2）的條件下才能起穩(wěn)壓作用。在穩(wěn)壓閥不工作時(shí)，必須放松調(diào)節(jié)手柄(順時(shí)針轉(zhuǎn)動)，以防止波紋管因長期受力疲勞而失效。針形閥不工作時(shí)則相反，應(yīng)將閥門處于“開”的狀態(tài)(逆時(shí)針轉(zhuǎn)動)，防止閥針密封圈粘貼在閥門口上。28一、 注意事項(xiàng)(8)氣體鋼瓶壓力低于1.47106 Pa（15kgf/cm2）時(shí)，應(yīng)停止使用。氫氣和氮?dú)馐菣z測器常用的載氣，它們的純度應(yīng)在99.99以上。(9)主機(jī)及記錄儀要接地良好，記錄筆走動時(shí)，不要改變衰減，以免線路過載。儀器使用完畢要用儀器罩罩好。(10)儀器的預(yù)熱，穩(wěn)定時(shí)間約為四小時(shí)，能適應(yīng)24小時(shí)連續(xù)工作，一般在正常情況下，能連續(xù)工作一

15、周以上。29二 、 毛細(xì)管常見問題的解決一、峰丟失可能的原因及應(yīng)采用的排除方法1.注射器有毛病，用新注射器驗(yàn)證。2.未接入檢測器，或檢測器不起作用，檢查設(shè)定值3.進(jìn)樣溫度太低，檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整4.柱箱溫度太低，檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整5.無載氣流，檢查壓力調(diào)節(jié)器，并檢查泄漏，驗(yàn)證柱進(jìn)品流速6.柱斷裂，如果柱斷裂是在柱進(jìn)口端或檢測器末端，是可以補(bǔ)救的，切去柱斷裂部分，重新安裝30二 、毛細(xì)管常見問題的解決二、前沿峰1.柱超載，減少進(jìn)樣量2.兩個(gè)化合物共洗脫，提高靈敏度和減少進(jìn)樣量，使溫度降低10-20度，以使峰分開3.樣品冷凝，檢查進(jìn)樣口和柱溫，如有必要可升溫4.樣品分解，采用失活化進(jìn)樣

16、器襯管或調(diào)低進(jìn)樣器溫度31二 、毛細(xì)管常見問題的解決三、拖尾峰1.進(jìn)樣器襯套或柱吸附活性樣品：更換襯套。如不能解決問題，就將柱進(jìn)氣端去掉12圈，再重新安裝2.柱或進(jìn)樣器溫度太低：升溫（不要超過柱最高溫度）。進(jìn)樣器溫度應(yīng)比樣品最高沸點(diǎn)高25度3.兩個(gè)化合物共洗脫：提高靈敏度，減少進(jìn)樣量，使溫度降低1020度，以使峰分開4.柱損壞：更換柱5.柱污染：從柱進(jìn)口端去掉12圈，再重新安裝32二 、毛細(xì)管常見問題的解決四、只有溶劑峰1.注射器有毛?。河眯伦⑸淦黩?yàn)證。2.不正確的載氣流速（太低）：檢查流速，如有必要，調(diào)整之3.樣品太?。鹤⑷胍阎獦悠芬缘贸隽己媒Y(jié)果。如果結(jié)果很好，就提高靈敏度或加大注入量。4.

17、柱箱溫度過高：檢查溫度，并根據(jù)需要調(diào)整5.柱不能從溶劑峰中解析出組分：將柱更換成較厚涂層或不同極性6.載氣泄漏：檢查泄漏處（用肥皂水）7.樣品被柱或進(jìn)樣器襯套吸附：更換襯套。如不能解決問題，就從柱進(jìn)口端去掉12圈，并重新安裝33二 、毛細(xì)管常見問題的解決五、寬溶劑峰1.由于柱安裝不當(dāng)，在進(jìn)樣口產(chǎn)生死體積：重新安裝柱。2.進(jìn)樣技術(shù)差（進(jìn)樣太慢）：采用快速平穩(wěn)進(jìn)樣技術(shù)。3.進(jìn)樣器溫度太低：提高進(jìn)樣器溫度。4.樣品溶劑與檢測相互影響（二氯甲烷/ECD）：更換樣品溶劑。5.柱內(nèi)殘留樣品溶劑：更換樣品溶劑6.隔墊清洗不當(dāng)：調(diào)整或清洗7.分流比不正確（分流排氣流速不足）：調(diào)整流速34二 、毛細(xì)管常見問題的

18、解決六、假峰1.柱吸附樣品，隨后解吸：更換襯管，如不能解決問題，就從柱進(jìn)樣口端去掉12圈，再重新安裝。2.注射器污染：用新注射器及干凈的溶劑試一試，如假峰消失，就將注射器沖洗幾次。3.樣品量太大：減少進(jìn)樣量。4.進(jìn)樣技術(shù)差（進(jìn)樣太慢：采用快速平穩(wěn)的進(jìn)樣技術(shù)35二 、毛細(xì)管常見問題的解決七、過去工作良好的柱出現(xiàn)未分辨峰1.柱溫不對：檢查并調(diào)整溫度2.不正確的載氣流速：檢查并調(diào)整流速。3.樣品進(jìn)樣量太大：減少樣品進(jìn)樣量4.進(jìn)樣技術(shù)水平太差(進(jìn)樣太慢)：采用快速平穩(wěn)進(jìn)樣技術(shù)。5.柱和襯套污染：更換襯套。如不能解決問題，就從柱進(jìn)口端去掉12圈，并重新安裝36二 、毛細(xì)管常見問題的解決八、基線不規(guī)則或不穩(wěn)定1.柱流失或污染：更換襯套。如不能解決問題，就從柱進(jìn)口端去掉12圈，并重新安裝。2.檢測器或進(jìn)樣器污染：清洗檢測器和進(jìn)樣器3.載氣泄漏：更換隔墊，檢查柱泄漏。4.載氣控制不協(xié)調(diào)：檢查載所源壓力是否充足。如壓力500psi，請更換氣瓶。37二 、毛細(xì)管常見問題的解決5.載氣有雜質(zhì)或氣路污染：更換氣瓶，使用載氣凈化裝置清潔金屬管。6.載氣流速不在儀器最大/